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25 Fragen zur Tierphysiologie und Neurobiologie mit Antworten

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1 Einleitung

Klausurfragenkatalog zu den Themenbereichen Neurobiologie und Tierphysiologie. Wie gewohnt wurden sowohl Standardfragen als auch selbstkonstruierte "Spezialfragen" in die Auswahl mit aufgenommen. Unter Punkt 2. findet man zunächst nur die Fragen, unter 3. Fragen mit Antworten. Dies soll verhindern, dass man beim Lesen der Fragen die richtige Antwort bereits im Augenwinkel erkennt. Für die Erstellung der Fragen und die Recherche der Antworten verwendete Literatur findet sich unter 4.

2 Fragenkatalog

1. Welches Gift machte die Kugelfische der Gattung Takifugu berühmt? Auf welchem Prinzip beruht seine pharmakologische Wirkung?

 

2. Wodurch kommt dass Aktionspotenzial an einer Skelettmuskelzelle zustande?

 

3. Nennen Sie drei für das Verdauungssystem wesentliche Enzymgruppen und geben sie ihre jeweilige Funktion an!

 

4. Skizzieren Sie in richtiger Reihenfolge die vier Schritte, welche zur Harnbildung führen!

 

5. Welche der im Folgenden getroffenen Aussagen zu Erythrozyten sind zutreffend?

a) Erythrozyten besitzen einen Zellkern, Mitochondrien und Ribosomen.

b) Erythrozyten besitzen einen Zellkern, jedoch keine Mitochondrien und Ribosomen.

c) Bei Säugern ist das Hämoglobin in den Erythrozyten kompartimentiert.

d) Die rote Färbung der Erythrozyten kommt durch den Häm-Anteil des Hämoglobins zustande.

e) Glykoproteine auf der Oberfläche der Eryhtrozyten enthalten pro Untereinheit ein CU++ -Ion.

 

6. a) Wie viele Zellkerne besitzt eine Skelettmuskelfaser bei Säugern?

b) Welches sind die Vorläuferzellen der Säugermuskeln?

c) Aus welchen Unterstrukturen besteht eine Skelettmuskelfaser?

 

7. Welche Projektionen von Nevernzellen sind bei

a) Morbus Parkinson und

b) Chorea Huntigton

degeneriert? Welche Symptome rufen diese Degenerationen in Bezug auf Bewegungen hervor?

 

8. Beschreiben Sie die Struktur und Funktion der Säugerleber!

 

9. Am Aktionspotenzial einer Nervenzelle ist der sogenannte "schnelle Natrium-Kanal" wesentlich beteiligt.

a) Wodurch wird dieser Kanal aktiviert (geöffnet)?

b) Aus wieviel Protein-Untereinheiten besteht der Kanal?

c) Welches sind die drei Konformationszustände, die der Kanal einnehmen kann?

 

10. Die Skelett-Muskelkontraktion beruht auf spezifischen molekularen Prozessen.

a) Welches Enzym, dass für die Kontraktion wichtig ist, enthält der Myosinkopf?

b) Welche Substanz ist für die Lösung des Aktin-Myosinkomplexes notwendig?

c) Woher stammt das für die Kontraktion essentielle Calcium?

 

11. a) Beschriften Sie die folgende Abbildung!

b) Was ist hier zu erkennen?

12. Vergleichen Sie einen Herzmuskel mit einem Skelettmuskel:

a) hinsichtlich der Sarkomerstruktur

b) hinsichtlich der nervalen Innervation

c) hinsichtlich der Länge der Refraktärzeit

 

13. Nennen Sie die 3 wichtigsten Zelltypen der tubulären Magendrüsen der Wirbeltiere und geben Sie das jeweilige Sekretionsprodukt an.

 

14. Beschriften sie die schematische Zeichnung des menschlichen Herzens!


 

15. Wie kommt ein Muskelkater zustande?

 

16. Welche der im Folgenden getroffenen Antworten treffen auf Makrophagen zu? Kreuzen Sie an!

a) Makrophagen sind amöboid bewegliche Großpartikelfresser

b) Makrophagen sind in der Lage, auch allerlei nicht abbaubare Fremdkörper, wie Ruß- oder Kohlepartikel zu phagocytieren

c) Makrophagen sind in der Lage, unlösliches Manganoxid spezifisch in Kapseln oder an extrazellulärem Schleimmaterial abzulagern

d) Makrophagen zeigen eine typische Gliederung in einen vorderen Cardia- und einen hinteren Filter- oder Pylorus-Teil

e) Der Pylorus-Teil ermöglicht den Makrophagen, Großpartikel aus Blut und Lymphe herauszufiltern und anschließend zu phagocytieren.

f) Monocyten sind Makrophagen mit typischem, bohnenförmigen Kern

 

17. Kennzeichnen Sie die im Folgenden zu Opiaten und ihrer Wirkung getroffenen Aussagen im Hinblick auf ihre Richtigkeit!

a) Hauptwirkstoff des Opiums sind die Alkaloide Morphin, Theophyllin und Streptomycin.

b) Hauptwirkstoff des Opiums sind die Alkaloide Morphin, Codein und Thebain.

c) Codein dient in der medizinischen Anwendung zur Unterdrückung des Hustenreizes.

d) Morphin wirkt als Agonist an Opioidrezeptoren und verhindert die Schmerzweiterleitung.

e) Morphin wirkt als Antagonist an Opioidrezeptoren und verhindert die Schmerzweiterleitung.

 

18.  y-Aminobuttersäure (GABA) ...

a) ... entsteht durch Decarboxylierung aus Glutaminsäure

b) ... bindet an spezifische Δ-Protein-gekoppelte Rezeptoren

c) ... ist der wichtigste inhibitorische Neurotransmitter im Zentralnervensystem

 

19. Nennen Sie drei Phagozytentypen und ihre Funktion!

 

20. Kennzeichnen Sie die im Folgenden Knochen getroffenen richtigen Aussagen!

a) Als Osteoblasten werden Zellen bezeichnet, die Knochen resorbieren.

b) Osteozyten entstehen aus Osteoblasten, die durch ihre eigene Tätigkeiten im Knochen eingeschlossen wurden.

c) Osteoblasten zerfressen den Knochen, bilden Höhlen und Tunnel.

d) Das Skelett dient dem übrigen Körper als Calciumspeicher.

e) Parathyrin regt Osteoklasten an, Knochen zu resorbieren und Calcium ins Blut zurückzuführen.

f) Parathyrin senkt den Blutcalciumspiegel.


21.  Vervollständigen Sie den Lückentext!

.......... und .......... regulieren den Zuckerspiegel im Blut. Typ 1 - Diabetes  beruht auf einem Mangel an dem Proteohormon .......... . .......... wird in Nestern von endokrinen Zellen im Pankreas produziert. Diese Zellnester werden nach ihrem Entdecker als ............... bezeichnet.

 

22. Welche der folgenden Aussagen treffen auf Mitochondrien zu? Kreuzen Sie an!

a) Wichtigste Funktion der Mitochondrien ist die Bildung von ATP.

b) Mitochondrien sind in der Lage, energiereiche Moleküle zu phagocytieren.

c) Bei der Bildung von ATP in den Mitochondrien wird O2 verbraucht.

d) Mitochondrien sind durch den Besitz von Grana-Thylakoiden gekennzeichnet.

e) Die Zellatmung ist an der Innenmembran der Mitochondrien lokalisiert.

 

23. a) Wie viele Natrium- und wie viele Kalium-Ionen transportiert netto die Natrium-/Kalium-Pumpe?

b) Welchen Anteil am Ruhepotenzial (in mV) hat die Natrium-/Kalium-Pumpe?

c) Welches Pharmakon kann die Natrium-/Kalium-Pumpe spezifisch hemmen?

 

24. Welche der im Folgenden getroffenen Aussagen zur Saltatorischen Erregungsleitung sind zutreffend? Kreuzen Sie an!

a) Die Markscheide erstreckt sich kontinuierlich über die ganze Länge des Axons.

b) Die Markscheide ist in rgelmäßigen Abständen von etwa 1-3 mm durch Lücken unterbrochen.

c) Die Lücken in den Markscheiden werden als Ranvier-Schnürringe bezeichnet.

d) Myelinisierte Abschnitte der Markscheide sind permeabel für Natrium-Ionen.

 

25. Erläutern Sie den Unterschied zwischen ionotropen und metabotropen Neurotransmitterrezeptoren!

 

3 Fragenkatalog mit Antworten

1. Welches Gift machte die Kugelfische der Gattung Takifugu berühmt? Auf welchem Prinzip beruht seine pharmakologische Wirkung?

Tetrodotoxin (TTX). Dieses Gift ist in der Lage, den schnellen Natriumkanal zu blockieren (sog. "Offenkanalblocker"). Die Blockade dieses Kanals führt dazu, dass keine neuen Aktionspotenziale mehr ausgelöst werden können. Konsequenz daraus ist die Unterbindung jeglicher Nerven- und Muskelerregung.

 

2. Wodurch kommt dass Aktionspotenzial an einer Skelettmuskelzelle zustande?

Öffnung der schnellen Natriumkanäle in der Zellmembran der Nervenzelle. Daraufhin strömen Natriumionen in die Zelle. Ihre Konzentration ist während des Ruhepotenzials im Aussenmilleu höher als im Zellinneren. Sie "wollen" daher sowohl ihr Ladungs-, als auch ihr Konzentrationsgefälle ausgleichen.

 

3. Nennen Sie drei für das Verdauungssystem wesentliche Enzymgruppen und geben sie ihre jeweilige Funktion an!

Mögliche Antworten z.B.:

  • Proteasen spalten die Bindung zwischen benachbarten Aminosäuren in Polypeptiden und Proteinen.
  • Peptidasen spalten kurze Peptide.
  • Carbohydrasen hydrolysieren Kohlehydrate.
  • Lipasen hydrolysieren Fette.

 

4. Skizzieren Sie in richtiger Reihenfolge die vier Schritte, welche zur Harnbildung führen!

  1. Ultrafiltration
  2. Reabsorption von Wasser, Ionen und Nährstoffen
  3. Sekretion von Extretstoffen in das Filtrat
  4. Aufkonzentrierung des Harns

 

5. Welche der im Folgenden getroffenen Aussagen zu Erythrozyten sind zutreffend?

a) Erythrozyten besitzen einen Zellkern, Mitochondrien und Ribosomen.

b) Erythrozyten besitzen einen Zellkern, jedoch keine Mitochondrien und Ribosomen.

c) Bei Säugern ist das Hämoglobin in den Erythrozyten kompartimentiert.

d) Die rote Färbung der Erythrozyten kommt durch den Häm-Anteil des Hämoglobins zustande.

e) Glykoproteine auf der Oberfläche der Eryhtrozyten enthalten pro Untereinheit ein CU++ -Ion.

Richtige Antworten: c) und d)

 

6. a) Wie viele Zellkerne besitzt eine Skelettmuskelfaser bei Säugern?

b) Welches sind die Vorläuferzellen der Säugermuskeln?

c) Aus welchen Unterstrukturen besteht eine Skelettmuskelfaser?

a) vielkernig

b) Myoblasten

c) Myofibrillen / Sarkomere

 

7. Welche Projektionen von Nevernzellen sind bei

a) Morbus Parkinson und

b) Chorea Huntigton

degeneriert? Welche Symptome rufen diese Degenerationen in Bezug auf Bewegungen hervor?

a) Morbus Parkinson

Degeneration der dopaminergen Projektionen von der Substantia nigra zum Striatium

Symptom: Defizite bei der Initiierung von Bewegungen.

b) Chorea Huntigton

Degeneration der GABAergen Projektionen vom Striatum zum Globus pallidum

Symptom: spontane, unbeabsichtigte Bewegungen.

 

8. Beschreiben Sie die Struktur und Funktion der Säugerleber!

Die Leber ist unterteilt in zwei große Leberlappen. Der rechte (Lobus dexter) ist größer als der linke Leberlappen, welcher als Lobus sinister bezeichnet wird. Daneben gibt es noch zwei kleinere Leberlappen (Lobus quadratus und Lobus caudatus). Die Leberlappen sind weiter unterteilt in winzige, 1-2 mm große Leberläppchen. Diese Leberläppchen bestehen in erster Linie aus Leberzellen (Hepatozyten). Die Leber bzw. die Hepatozyten haben Synthese-, Speicherungs-, und Entgiftungsaufgaben.

Zu den Syntheseaufgaben gehört die Gluconeogenese (Synthese von Glucose), die Snythese von Cholesterin sowie die Synthese von Bluteiweißen.

Zu den Speicherungsaufgaben gehört die Speicherung von Glucose in Form von Glykogen, von Fett in Form von Lipoproteinen, von Vitaminen sowie von Blut.

Zu den Entgiftungsaufgaben zählt der Abbau von geschädigten und verbrauchten roten Blutkörperchen (Erythrozyten), von Bilirubin (Abbauprodukt des Hämoglobins), Steroidhormonen, Medikamenten und Giften (z. B. Ethanol).

 

9. Am Aktionspotenzial einer Nervenzelle ist der sogenannte "schnelle Natrium-Kanal" wesentlich beteiligt.

a) Wodurch wird dieser Kanal aktiviert (geöffnet)?

b) Aus wieviel Protein-Untereinheiten besteht der Kanal?

c) Welches sind die drei Konformationszustände, die der Kanal einnehmen kann?

a) Der schnelle Natrium-Kanal wird durch Depolarisation über die Schwelle von ca. -50 mV aktiviert.

b) 3 Untereinheiten

c) aktivierbar (geschlossen), offen, inaktiviert (geschlossen)

 

10. Die Skelett-Muskelkontraktion beruht auf spezifischen molekularen Prozessen.

a) Welches Enzym, dass für die Kontraktion wichtig ist, enthält der Myosinkopf?

b) Welche Substanz ist für die Lösung des Aktin-Myosinkomplexes notwendig?

c) Woher stammt das für die Kontraktion essentielle Calcium?

a) ATPase

b) ATP

c) aus dem Sarkopasmatischen Raum (SR)

 

11. Beschriften Sie die folgende Abbildung! Was ist hier zu erkennen?


Anmerkung: Die Abbildung zeigt eine Biomembran.

 

12. Vergleichen Sie einen Herzmuskel mit einem Skelettmuskel:

a) hinsichtlich der Sarkomerstruktur

b) hinsichtlich der nervalen Innervation

c) hinsichtlich der Länge der Refraktärzeit

a) Sarkomerstruktur beim Skelettmuskel streng geordnet (Querstreifung), Herzmuskel: Fasern liegen nicht parallel, eher ungeordnet.

b) Der Skelettmuskel besitzt eine Synapse, der Herzmuskel ist spontanaktiv.

c) Die Refraktärzeit Skelettmuskel kurz (einige Milisekunden) , beim Herzmuskel lang (200 - 400ms)

 

13. Nennen Sie die 3 wichtigsten Zelltypen der tubulären Magendrüsen der Wirbeltiere und geben Sie das jeweilige Sekretionsprodukt an.

1. Hauptzellen: Sekretion von Pepsinogenen

2. Belegzellen: Sekretion von HCL

3. Nebenzellen: Sekretion von Schleim

 

14. Beschriften sie die schematische Zeichnung des menschlichen Herzens!

 

15. Wie kommt ein Muskelkater zustande?

Bei einem Muskelkater entstehen Muskelschmerzen aufgrund von zahlreichen Mikroverletzungen nach Überanspruchung eines Muskels. Diese Mikroverletzungen entstehen durch ATP-Mangel in einzelnen Muskelfasern. Aus diesem ATP-Mangel resultieren starre Actomyosin-Komplexe, welche im Wechselspiel antagonistischer Muskeln aus ihrer Verankerung im Bindegewebe gerissen werden.

 

16. Welche der im Folgenden getroffenen Antworten treffen auf Makrophagen zu? Kreuzen Sie an!

a) Makrophagen sind amöboid bewegliche Großpartikelfresser.

b) Makrophagen sind in der Lage, auch allerlei nicht abbaubare Fremdkörper, wie Ruß- oder Kohlepartikel zu phagocytieren.

c) Makrophagen sind in der Lage, unlösliches Manganoxid spezifisch in Kapseln oder an extrazellulärem Schleimmaterial abzulagern.

d) Makrophagen zeigen eine typische Gliederung in einen vorderen Cardia- und einen hinteren Filter- oder Pylorus-Teil.

e) Der Pylorus-Teil ermöglicht den Makrophagen, Großpartikel aus Blut und Lymphe herauszufiltern und anschließend zu phagocytieren.

f) Monocyten sind Makrophagen mit typischem, bohnenförmigen Kern.

Richtige Antworten: a, b und f

 

17. Kennzeichnen Sie die im Folgenden zu Opiaten und ihrer Wirkung getroffenen Aussagen im Hinblick auf ihre Richtigkeit!

a) Hauptwirkstoff des Opiums sind die Alkaloide Morphin, Theophyllin und Streptomycin.

b) Hauptwirkstoff des Opiums sind die Alkaloide Morphin, Codein und Thebain.

c) Codein dient in der medizinischen Anwendung zur Unterdrückung des Hustenreizes.

d) Morphin wirkt als Agonist an Opioidrezeptoren und verhindert die Schmerzweiterleitung.

e) Morphin wirkt als Antagonist an Opioidrezeptoren und verhindert die Schmerzweiterleitung.

Richtige Antworten: b), c), d)

 

18.  y-Aminobuttersäure (GABA) ...

a) ... entsteht durch Decarboxylierung aus Glutaminsäure.

b) ... bindet an spezifische Δ-Protein-gekoppelten Rezeptoren.

c) ... ist der wichtigste inhibitorische Neurotransmitter im Zentralnervensystem.

Richtige Antworten: a) und c)

 

19. Nennen Sie drei Phagozytentypen und ihre Funktion!

Mögliche Antworten z. B.:

  • Basophile Zellen - schütten Histamin aus, können die Entwicklung von T-Zellen stimulieren
  • Mastzellen - setzen Histamin frei
  • Monocyten - entwickeln sich zu Makrophagen oder dendritischen Zellen
  • Makrophagen - nehmen Mikroorganismen auf und zerstören sie; aktivieren T-Zellen
  • Dendritische Zellen - präsentieren den T-Zellen Antigene

 

20. Kennzeichnen Sie die im Folgenden Knochen getroffenen richtigen Aussagen!

a) Als Osteoblasten werden Zellen bezeichnet, die Knochen resorbieren.

b) Osteozyten entstehen aus Osteoblasten, die durch ihre eigene Tätigkeiten im Knochen eingeschlossen wurden.

c) Osteoblasten zerfressen den Knochen, bilden Höhlen und Tunnel.

d) Das Skelett dient dem übrigen Körper als Calciumspeicher.

e) Parathyrin regt Osteoklasten an, Knochen zu resorbieren und Calcium ins Blut zurückzuführen.

f) Parathyrin senkt den Blutcalciumspiegel.

Richtige Antworten: b), d), e)

 

21.  Vervollständigen Sie den Lückentext!

.......... und .......... regulieren den Zuckerspiegel im Blut. Typ 1 - Diabetes  beruht auf einem Mangel an dem Proteohormon .......... . .......... wird in Nestern von endokrinen Zellen im Pankreas produziert. Diese Zellnester werden nach ihrem Entdecker als ............... bezeichnet.

Insulin und Glucagon regulieren den Zuckerspiegel im Blut. Typ 1 - Diabetes beruht auf einem Mangel an dem Proteohormon Insulin. Insulin wird in Nestern von endokrinen Zellen im Pankreas produziert. Diese Zellnester werden nach ihrem Entdecker als Langerhansche Inseln bezeichnet.

 

22. Welche der folgenden Aussagen treffen auf Mitochondrien zu? Kreuzen Sie an!

a) Wichtigste Funktion der Mitochondrien ist die Bildung von ATP.

b) Mitochondrien sind in der Lage, energiereiche Moleküle zu phagocytieren.

c) Bei der Bildung von ATP in den Mitochondrien wird O2 verbraucht.

d) Mitochondrien sind durch den Besitz von Grana-Thylakoiden gekennzeichnet.

e) Die Zellatmung ist an der Innenmembran der Mitochondrien lokalisiert.

Richtige Antworten: a), c), e)

 

23. a) Wie viele Natrium- und wie viele Kalium-Ionen transportiert netto die Natrium-/Kalium-Pumpe?

b) Welchen Anteil am Ruhepotenzial (in mV) hat die Natrium-/Kalium-Pumpe?

c) Welches Pharmakon kann die Natrium-/Kalium-Pumpe spezifisch hemmen?

a) 3 Natrium aus und 2 Kalium in die Zelle

b) 10 mV

c) Herzglykosid g-Strophanthin (u. a. enthalten im Sommer-Adonisröschen Adonis aestivalis)

 

24. Welche der im Folgenden getroffenen Aussagen zur Saltatorischen Erregungsleitung sind zutreffend? Kreuzen Sie an!

a) Die Markscheide erstreckt sich kontinuierlich über die ganze Länge des Axons.

b) Die Markscheide ist in rgelmäßigen Abständen von etwa 1-3 mm durch Lücken unterbrochen.

c) Die Lücken in den Markscheiden werden als Ranvier-Schnürringe bezeichnet.

d) Myelinisierte Abschnitte der Markscheide sind permeabel für Natrium-Ionen.

Richtige Antworten: b), c)

 

25. Erläutern Sie den Unterschied zwischen ionotropen und metabotropen Rezeptoren!

Ionotrope Rezeptoren sind selbst Ionenkanäle. Bindet ein Neurotransmitter an einen ionotropen Rezeptor, kommt es zu einer direkten Veränderung der Ionenbewegung durch die Membran der postsynaptischen Zelle.

Metabotrophe Rezeptoren sind keine Ionenkanäle. Sie induzieren Veränderungen in der postsynaptischen Zelle, die sekundär Veränderungen bei Ionenkanälen zur Folge haben.

 

3. Literatur

Fachschaft Biologie der Ruhr-Universität Bochum (Hrsg.): Altklausurbögen Biologie, Grundmodulprüfung Biologie III.

PURVES, W. K., SADAVA, D.,  ORIANS, G. H. & HELLER, H. C. (Hrsg, 2006): Biologie. - München: Spektrum.

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Zuletzt aktualisiert am Samstag, den 17. November 2012 um 12:40 Uhr